CN214008075U - 磁性液体密封冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁性液体密封冷却装置，所述磁性液体密封冷却装置包括外壳、转轴、第一极靴、第二极靴和永磁体，所述外壳上设有供制冷剂进入所述外壳内的入口和供所述制冷剂从所述外壳内流出的出口，所述第一极靴和所述第二极靴均设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述永磁体位于所述第一极靴与所述第二极靴之间，所述永磁体的外周面和所述外壳的内周面之间间隔开，以使所述外壳、所述第一极靴、所述第二极靴和所述永磁体限定出冷却空间，所述入口和出口均与所述冷却空间连通。根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置，可对磁性液体密封冷却装置进行快速冷却降温，避免了因高温导致的的密封效果下降以及耐压性能下降。

Description

磁性液体密封冷却装置

技术领域

本实用新型涉及机械工程密封技术领域，尤其涉及一种磁性液体密封冷却装置。

背景技术

磁性液体密封是一种新型非接触式密封，利用磁性液体兼具流动性和磁场响应性的特点，通过在密封间隙内形成磁场梯度，使磁性液体在压力和磁场力的共同作用下，在密封间隙内形成若干“O型”液体密封圈，实现密封耐压效果，具有“零泄漏”，长寿命，高可靠性的优点。

相关技术中，当磁性液体密封处于高速工况下时，磁性液体与转轴之间和磁性固体颗粒之间的粘性摩擦会引起密封部位的温度升高。温度升高会使磁性液体的基载液的蒸发速度加快以及磁性性能下降，从而使导致磁性液体密封装置的密封效果下降以及耐压性能下降。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种磁性液体密封冷却装置，该磁性液体密封冷却装置可对密封装置实现快速降温，防止密封性能下降。

根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置包括外壳、转轴、第一极靴、第二极靴和永磁体，所述外壳上设有供制冷剂进入所述外壳内的入口和供所述制冷剂从所述外壳内流出的出口，所述转轴的至少部分位于所述外壳内且相对于所述外壳可转动，所述第一极靴设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第一极靴的内周壁设有多个第一极齿，多个所述第一极齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第一极齿的齿顶面与所述转轴的外周面之间设有用于密封的磁性液体，所述第二极靴设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，多个所述第二极齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第二极齿的齿顶面与所述转轴的外周面之间设有所述磁性液体，所述永磁体设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述永磁体位于所述第一极靴与所述第二极靴之间，所述永磁体的外周面和所述外壳的内周面之间间隔开，以使所述外壳、所述第一极靴、所述第二极靴和所述永磁体限定出冷却空间，所述入口和出口均与所述冷却空间连通。

根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置，在外壳内部限定出冷却空间，并在外壳上开设入口和出口供制冷剂进出，对磁性液体密封冷却装置进行冷却降温，冷却效果好，避免了磁性液体密封冷却装置因高温导致的密封效果下降以及耐压性能下降的问题。

在一些实施例中，所述第一极靴靠近所述第二极靴的端面设有第一凹槽，所述第二极靴靠近所述第一极靴的端面设有第二凹槽，所述永磁体的一端卡接在所述第一凹槽内，所述永磁体的另一端卡接在所述第二凹槽内。

在一些实施例中，所述磁性液体密封冷却装置还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一极靴的外周面设有第三凹槽，所述第二极靴的外周面开设有第四凹槽，所述第一密封圈配合在所述第三凹槽内，且所述第一密封圈的外周面与所述外壳的内周面相贴合，所述第二密封圈配合在所述第四凹槽内，且所述第二密封圈的外周面与所述外壳的内周面相贴合。

在一些实施例中，所述磁性液体密封冷却装置还包括第三密封圈和第四密封圈，所述永磁体靠近所述第一极靴的端面设有第五凹槽，所述永磁体靠近所述第二极靴的端面设有第六凹槽，所述第三密封圈配合在所述第五凹槽内，且所述第三密封圈与所述第一极靴相贴合，所述第四密封圈配合在所述第六凹槽内，且所述第四密封圈与所述第二极靴相贴合。

在一些实施例中，所述入口和所述出口相对布置在所述外壳上。

在一些实施例中，所述磁性液体密封冷却装置还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承均设在所述外壳内且与所述转轴配合，所述第一轴承设在所述第一极靴远离所述第二极靴的一侧，所述第二轴承设在所述第二极靴所述第一极靴的一侧。

在一些实施例中，所述外壳包括筒形件、第一端盖和第二端盖，所述筒形件的两端开口，所述第一端盖设在所述筒形件的第一端，所述第二端盖设在所述筒形件的第二端。

在一些实施例中，所述磁性液体密封冷却装置还包括第一隔磁环和第二隔磁环，所述第一隔磁环设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第一隔磁环位于所述第一端盖和所述第一轴承之间，所述第二隔磁环设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第二隔磁环位于所述第二端盖和所述第二轴承之间。

在一些实施例中，所述制冷剂为氟利昂。

在一些实施例中，所述磁性液体为氟醚油基磁性液体。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置的示意图。

附图标记：

外壳1，入口11，出口12，筒形件13，第一端盖14，第二端盖15，

转轴2，

第一极靴3，第一极齿31，第一凹槽32，第三凹槽33，第一密封圈34，

第二极靴4，第二极齿41，第二凹槽42，第四凹槽43，第二密封圈44，

永磁体5，第五凹槽51，第六凹槽52，第三密封圈53，第四密封圈54，

第一轴承6，

第二轴承7，

第一隔磁环8，

第二隔磁环9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置包括外壳1、转轴2、第一极靴3、第二极靴4和永磁体5。其中，外壳1上设有供制冷剂进入外壳1内的入口11 和供制冷剂流出的出口12。

转轴2的至少部分位于外壳1内且相对于外壳1可转动。如图1所示，转轴2的一部分位于外壳1内，且转轴2与外壳1可转动地相连。

第一极靴3设在外壳1内且套设在转轴2的外侧，第一极靴3的内周壁设有多个第一极齿31，多个第一极齿31沿转轴2的轴向间隔布置，第一极齿31的齿顶面与转轴2的外周面之间为密封间隙。第二极靴4设在外壳1内且套设在转轴2的外侧，第二极靴4的内周壁上设有多个第二极齿41，多个第二极齿41沿转轴2的轴向间隔布置，第二极齿41的齿顶面与转轴2的外周面之间为密封间隙，密封间隙内填充有用于密封的磁性液体。

永磁体5设在外壳1内且套设在转轴2的外侧，永磁体5位于第一极靴3与第二极靴4之间，永磁体5、第一极靴3、磁性液体、转轴2和第二极靴4形成磁回路。第一极靴3、转轴2和第二极靴4均采用导磁材料制成，外壳1采用非导磁材料制成，磁性液体在磁场的作用下吸附在第一极齿31和第二极齿41的齿顶面处，并与转轴2相接触以实现密封。

永磁体5的外周面和外壳1的内周面之间间隔开，以使外壳1、第一极靴3、第二极靴4和永磁体5限定出冷却空间，入口11和出口12均与冷却空间连通。如此设置，制冷剂在进入外壳1后，只在冷却空间内流动，吸收磁性液体密封冷却装置散发的热量，从而对其对磁性液体密封冷却装置进行降温，由于冷却空间位于外壳1的内部，直接与密封装置进行换热，换热效率高。

根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置，在外壳1内部限定出冷却空间，并在外壳1上开设入口11和出口12供制冷剂进出，对磁性液体密封冷却装置进行冷却降温，冷却效果好，避免了磁性液体密封冷却装置因高温导致的密封效果下降以及耐压性能下降的问题。

在一些实施例中，第一极靴3靠近第二极靴4的端面设有第一凹槽32，第二极靴4靠近第一极靴3的端面设有第二凹槽42，永磁体5的一端卡接在第一凹槽32内，永磁体5 的另一端卡接在第二凹槽42内。

第一凹槽32和第二凹槽42相对开设在第一极靴3和第二极靴4上，第一凹槽32和第二凹槽42均为环形，第一凹槽32和第二凹槽42的尺寸与永磁体5的尺寸相匹配，永磁体 5的两端分别卡接在第一凹槽32和第二凹槽42内，可以将止永磁体5与第一极靴3和第二极靴4相对固定，防止永磁体5沿其径向移动。

在一些实施例中，磁性液体密封冷却装置还包括第一密封圈34和第二密封圈44，第一极靴3的外周面设有第三凹槽33，第二极靴4的外周面开设有第四凹槽43，第一密封圈34配合在第三凹槽33内，且第一密封圈34的外周面与外壳1的内周面相贴合，第二密封圈44配合在第四凹槽43内，且第二密封圈44的外周面与外壳1的内周面相贴合。

第一密封圈34和第二密封圈44不仅可以防止被密封的介质通过第一极靴3与外壳1 之间的间隙、第二极靴4与外壳1之间的间隙与外界连通，防止被密封介质进入到冷却空间，还可以防止制冷剂从冷却空间内流向其他位置处。

进一步地，磁性液体密封冷却装置还包括第三密封圈53和第四密封圈54，永磁体5靠近第一极靴3的端面设有第五凹槽51，永磁体5靠近第二极靴4的端面设有第六凹槽52，第三密封圈53配合在第五凹槽51内，且第三密封圈53与第一极靴3相贴合，第四密封圈 54配合在第六凹槽52内，且第四密封圈54与第二极靴4相贴合。

第三密封圈53和第三密封圈53对冷却空间进行了进一步地密封，防止制冷剂进入通过永磁体5与极靴之间的间隙进入到密封间隙处。

需要说明的是，制冷剂与磁性液体直接接触可能会导致磁性液体密封性能下降，从而影响密封效果，根据本实用新型实施例的磁性液体密封冷却装置，通过第一密封圈34、第二密封圈44、第三密封圈53和第四密封圈54将制冷剂限定在冷却空间内，有效避免了制冷剂与磁性液体接触的情况发生。

在一些实施例中，入口11和出口12相对布置在外壳1上。如此设置，制冷剂通过入口11进入到冷却空间后，可以在冷却空间内流动，与磁性液体密封冷却装置进行充分的热交换，以对其进行降温，最后经由出口12流出，冷却效果好。

在一些实施例中，磁性液体密封冷却装置还包括第一轴承6和第二轴承7，第一轴承6 和第二轴承7均设在外壳1内且与转轴2配合，从而实现转轴2与外壳1的相对转动。具体地，第一轴承6设在第一极靴3远离第二极靴4的一侧，第二轴承7设在第二极靴4第一极靴3的一侧。

第一轴承6的型号和第二轴承7的型号可以根据实际工况下轴向受力的大小来进行选择，如深沟球轴承或者角接触轴承等。

在一些实施例中，外壳1包括筒形件13、第一端盖14和第二端盖15，筒形件13具有空腔，筒形件13的两端敞开设置以使空腔的两端开口，第一端盖14设在筒形件13的第一端以封闭空腔的第一端，第二端盖15设在筒形件13的第二端以封闭空腔的第二端。

由此，可以通过筒形件13的两端安装各零部件，并通过第一端盖14和第二端盖15将筒形件13封闭，第一端盖14和第二端盖15与筒形件13之间可以通过连接件相连，连接件可以为螺栓。

在一些实施例中，磁性液体密封冷却装置还包括第一隔磁环8和第二隔磁环9，第一隔磁环8和第二隔磁环9均设在外壳1内且套设在转轴2的外侧，第一隔磁环8位于第一端盖14和第一轴承6之间，第二隔磁环9位于第二端盖15和第二轴承7之间。第一隔磁环 8和第二隔磁环9用于防止其他磁性件对磁回路造成影响。

制冷剂优选为氟利昂，氟利昂的制冷效率高，可以更快地对磁性液体密封冷却装置进行降温。磁性液体优选为氟醚油基磁性液体，氟醚油基磁性液体具有较高的化学惰性不易与氟利昂发生反应。

下面参考附图描述根据实用新型具体实施例的磁性液体密封冷却装置。

如图1所示，磁性液体密封冷却装置包括外壳1、转轴2、第一极靴3、第二极靴4和永磁体5。

外壳1包括筒形件13、第一端盖14和第二端盖15，筒形件13具有空腔，筒形件13 的两端敞开设置以使空腔的两端开口，第一端盖14设在筒形件13的第一端以封闭空腔的第一端，第二端盖15设在筒形件13的第二端以封闭空腔的第二端。

筒形件13上开设有供制冷剂进入的入口11和供制冷剂排出的出口12，且入口11和出口12在筒形件13上相对布置。

第一极靴3、第二极靴4和永磁体5均设在外壳1内且套设在转轴2的外侧，第一极靴3的内周壁设有多个第一极齿31，第二极靴4的内周壁上设有多个第二极齿41，第一极齿 31与转轴2之间为密封间隙，第二极齿41与转轴2之间为密封间隙，密封间隙内填充有磁性液体。永磁体5位于第一极靴3与第二极靴4之间，永磁体5、第一极靴3、磁性液体、转轴2和第二极靴4形成磁回路。

第一极靴3靠近第二极靴4的端面设有第一凹槽32，第二极靴4靠近第一极靴3的端面设有第二凹槽42，永磁体5的一端卡接在第一凹槽32内，永磁体5的另一端卡接在第二凹槽42内。永磁体5的外周面和外壳1的内周面之间间隔开，以使外壳1、第一极靴3、第二极靴4和永磁体5限定出冷却空间，入口11和出口12均与冷却空间连通。

磁性液体密封冷却装置还包括第一密封圈34、第二密封圈44、第三密封圈53和第四密封圈54，第一极靴3的外周面设有第三凹槽33，第二极靴4的外周面开设有第四凹槽43，第一密封圈34配合在第三凹槽33内，第二密封圈44配合在第四凹槽43内。永磁体 5靠近第一极靴3的端面设有第五凹槽51，永磁体5靠近第二极靴4的端面设有第六凹槽 52，第三密封圈53配合在第五凹槽51内，第四密封圈54配合在第六凹槽52内。由此避免冷却空间内的制冷剂进入到其他的位置处，导致密封装置的密封效果下降。

磁性液体密封冷却装置还包括第一轴承6和第二轴承7，第一轴承6和第二轴承7均设在外壳1内且与转轴2配合，第一轴承6设在第一极靴3远离第二极靴4的一侧，第二轴承7设在第二极靴4第一极靴3的一侧。

磁性液体密封冷却装置还包括第一隔磁环8和第二隔磁环9，第一隔磁环8和第二隔磁环9均设在外壳1内且套设在转轴2的外侧，第一隔磁环8位于第一端盖14和第一轴承6之间，第二隔磁环9位于第二端盖15和第二轴承7之间。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种磁性液体密封冷却装置，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设有供制冷剂进入所述外壳内的入口和供所述制冷剂从所述外壳内流出的出口；

转轴，所述转轴的至少部分位于所述外壳内且相对于所述外壳可转动；

第一极靴，所述第一极靴设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第一极靴的内周壁设有多个第一极齿，多个所述第一极齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第一极齿的齿顶面与所述转轴的外周面之间设有用于密封的磁性液体；

第二极靴，所述第二极靴设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第二极靴的内周壁上设有多个第二极齿，多个所述第二极齿沿所述转轴的轴向间隔布置，所述第二极齿的齿顶面与所述转轴的外周面之间设有所述磁性液体；

永磁体，所述永磁体设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述永磁体位于所述第一极靴与所述第二极靴之间，所述永磁体的外周面和所述外壳的内周面之间间隔开，以使所述外壳、所述第一极靴、所述第二极靴和所述永磁体限定出冷却空间，所述入口和出口均与所述冷却空间连通。

2.根据权利要求1所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，所述第一极靴靠近所述第二极靴的端面设有第一凹槽，所述第二极靴靠近所述第一极靴的端面设有第二凹槽，所述永磁体的一端卡接在所述第一凹槽内，所述永磁体的另一端卡接在所述第二凹槽内。

3.根据权利要求1所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一极靴的外周面设有第三凹槽，所述第二极靴的外周面开设有第四凹槽，所述第一密封圈配合在所述第三凹槽内，且所述第一密封圈的外周面与所述外壳的内周面相贴合，所述第二密封圈配合在所述第四凹槽内，且所述第二密封圈的外周面与所述外壳的内周面相贴合。

4.根据权利要求1所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，还包括第三密封圈和第四密封圈，所述永磁体靠近所述第一极靴的端面设有第五凹槽，所述永磁体靠近所述第二极靴的端面设有第六凹槽，所述第三密封圈配合在所述第五凹槽内，且所述第三密封圈与所述第一极靴相贴合，所述第四密封圈配合在所述第六凹槽内，且所述第四密封圈与所述第二极靴相贴合。

5.根据权利要求1所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，所述入口和所述出口相对布置在所述外壳上。

6.根据权利要求1所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承均设在所述外壳内且与所述转轴配合，所述第一轴承设在所述第一极靴远离所述第二极靴的一侧，所述第二轴承设在所述第二极靴所述第一极靴的一侧。

7.根据权利要求6所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，所述外壳包括筒形件、第一端盖和第二端盖，所述筒形件的两端开口，所述第一端盖设在所述筒形件的第一端，所述第二端盖设在所述筒形件的第二端。

8.根据权利要求7所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，还包括第一隔磁环和第二隔磁环，所述第一隔磁环设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第一隔磁环位于所述第一端盖和所述第一轴承之间，所述第二隔磁环设在所述外壳内且套设在所述转轴的外侧，所述第二隔磁环位于所述第二端盖和所述第二轴承之间。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，所述制冷剂为氟利昂。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的磁性液体密封冷却装置，其特征在于，所述磁性液体为氟醚油基磁性液体。

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